第1章计算机基础知识.ppt

MSP430单片机原理及应用 第1章计算机基础知识 1 1二进制数及其在计算机中的使用1 2二进制数的算术运算和逻辑运算1 3供程序设计使用的其他进制数1 4计算机中使用的编码1 5微型计算机概述 1 1二进制数及其在计算机中的使用 在计算机中只能使用二进制数 指令 数据 字符和地址的表示以及它们的存储 处理和传送 都是以二进制的形式进行 没有二进制也就没有电子计算机 1 1 1二进制数的进位计数特性1 进位计数制 最常见的是十进制数2 二进制数 只有两个数字符号0和1 基数为2 逢2进1 1 1 2机器数与机器数表示形式计算机中使用的二进制数称为机器数 有多种表示形式 符号数和无符号1 符号数具有正负的概念 符号数的二进制表示 75的机器数表示为01001011 0表示正数 75的机器数表示为11001011 1表示负数2 无符号数是逻辑数 没有正负的概念如 存储器地址就是一串无符号的二进制数 定点数与浮点数定点数中小数点的位置固定 又可分为定点小数和定点整数两种表示方法 而浮点数的小数点位置不固定 原码 反码和补码1 原码 机器数的原始表示 如 4 原 00000100 4 原 100001002 反码 正数的反码与原码相同 负数的反码由原码转换得到 符号位不变 数值位按位取反 4 反 00000100 4 反 111110113 补码 正数的补码与原码相同 负数的补码是把反码的最低位加1 4 补 00000100 4 补 11111100 1 1 3计算机中二进制数的单位1 位 Bit 指二进制的位 2 字节 Byte 8位二进制数称为一个字节 3 字 Word 字是一台计算机上所能并行处理的二进制数 字的位数称为字长 字长是字节的整数倍 如 MCS 51单片机字长为8位 1 1 4计算机使用二进制数的原因易于实现 运算简单 具有逻辑属性 可靠性高 节省硬件设备等原因 1 2二进制数的算术运算和逻辑运算 1 2 1二进制算术运算1 二进制加法运算0 0 00 1 11 0 11 1 02 二进制减法运算0 0 00 1 11 0 11 1 03 二进制乘法运算0 0 00 1 01 0 01 1 14 二进制除法运算0 0 0 无意义 0 1 01 0 0 无意义 1 1 1 1 2 2二进制逻辑运算1 逻辑 或 运算C A B或C AVB 2 逻辑 与 运算C A B或C A B3 逻辑 非 运算C 4 逻辑 异或 运算C A B 1 3供程序设计使用的其他进制数 程序设计人员在程序中表示数据时很少直接使用二进制 而使用其他进制 这些数据输入计算机后 还要把它们转换成二进制数 这一工作由程序完成 1 3 1十进制数与十六进制数1 十进制数 0 9 2 十六进制数 0 9 A B C D E F 在二进制数后面加标志字符B 如10101100B在十六进制后面加标志字符H 如3AFH 0CAH十进制数后面加标志字符D或什么也不用加 1 3 2不同进制数之间的转换1 各种进制整数转换为十进制数2 十进制整数转换为二进制数3 十进制整数转换为十六进制数4 二进制整数与十六进制整数之间的相互转换 1 二进制整数转换为十六进制数 2 十六进制整数转换为二进制数 1 4计算机中使用的编码 1 二一十进制编码在二一十进制编码中最常用的是BCD码 BCD码共有10个编码 即二进制数0000 1001 分别对应十进制0 9 2 ASC 码ASC 码是 美国信息交换标准代码 的简称 是一个16行 8列的矩阵 常用十进制数或十六进制数来表示ASC 码 如 字符A的ASC 码用十进制数表示为65 用十六进制数表示为41H 1 5微型计算机概述 微型计算机系统组成框图 1 5 1微型计算机硬件系统 以运算器为中心的计算机框图以存储器为中心的计算机框图 1 5 2微型计算机软件系统软件是相对于硬件而言的 计算机软件包括各类程序 数据以及相关的文档资料等 按功能划分 系统软件和应用软件 系统软件包括 操作系统 各种程序设计语言 数据库管理系统和工具软件等 应用软件 是为解决计算机应用问题而编写的具有专门用途的程序 1 5 3微型计算机的工作过程微型计算机的工作流程 就是在CPU的控制下对程序中指令逐条执行的过程 1 取指令阶段按程序